Hvis additiv produksjon med metall for alvor skal bli en bærekraftig produksjonsteknologi, kreves det pulver med et betydelig lavere karbonavtrykk. Derfor satser det svenske industrikonsernet SSAB på fossilfritt stål til bruk i blant annet AM.
Stålindustrien er en av sektorene som slipper ut mest karbondioksid i dag og står for 7 prosent av alle utslipp globalt. SSAB er kjent for sine meget solide ståltyper og selskapet har som mål å være først i verden med å tilby fossilfritt stål på markedet i 2026 og i stor grad fjerne karbondioksidutslipp fra egen virksomhet rundt 2030.
I 2020 startet en investering i produksjon av stålpulver for additiv produksjon. Det ble bygget et pilotanlegg i Oxelösund med en gassforstøvningsenhet som smelter stålet, som deretter findeles til pulver ved hjelp av en inert høytrykksgass. Året etter hadde SSAB klart å produsere det første egenproduserte meget robuste stålpulveret med meget gode resultater, blant annet når det gjaldt rundhet og størrelsesfordeling på kornene men også de unike egenskapene til det printede materialet. Utviklingen av produksjonsanlegget fortsatte med 3D-printere for stålpulver samt sikt- og pakketeringsutstyr.
– Vi så at det var et gap i markedet, et perfekt samsvar mellom teknologien og vårt materiale stål, at det var et segment som passet våre produkter godt, sier Jesper Vang, leder for SSABs forretningsområde Powder Technology, om satsingen på additiv produksjon.
Tre forskjellige nivåer
SSAB har tre nivåer når det gjelder produksjon av stålpulver: konvensjonelt pulver som er laget av internt skrot med grønn energi og CO2-nøytral gass, SSAB Zero som er basert på resirkulert eksternt stålavfall og SSAB Fossil-Free som er basert på jernmalm og produsert med det som kalt hybridteknologi, hvor restproduktet kun er vann i stedet for karbondioksid. Både Zero og Fossil-free er stål produsert uten karbondioksidutslipp og de har samme kvalitet og egenskaper som konvensjonelt stål.
I november 2023 ble det første pulveret for additiv produksjon, SSAB AM Engineering, offisielt lansert. Det er et gassforstøvet lavlegert pulver for additiv produksjon av høystyrke tekniske komponenter. Et pulver spesielt egnet for L-PBF (Laser-Powder Bed Fusion) og Direct Energy Deposition (DED eller LMD). Planen er at SSAB AM Engineering, som allerede har lave CO2-utslipp, også skal være tilgjengelig som Zero og Fossil-fri i fremtiden. Og flere AM-pulver er på vei, i 2024 er planen å kunne gi ut et par stålkvaliteter som det nå gjennomføres sluttprøver på.
Stor etterspørsel etter stålpulver
Jesper Vang startet sin stilling i april 2023, men sier han er imponert over kompetansereisen som SSAB har gjort innen additiv produksjon siden oppstarten.
– SSAB hadde allerede basiskunnskapen når det kom til stål, det handlet mer om hva som var mulig med teknologien. Nå har vi nådd et nivå hvor vi trygt kan si at vi produserer presisjonspulver med høy ytelse som vi er veldig fornøyd med. Jeg vil si at produktene våre er svært konkurransedyktige på flere bruksområder og dessuten kan egenskapene styres av selve AM-prosessen, sier Jesper Vang.
Han forteller at SSAB har en bred flora av kunder, blant annet innen bilindustrien, tung industri og skogindustrien. Det kan dreie seg om bruksområder som verktøy og strukturelle komponenter.
– Vi ser stor etterspørsel etter stålpulver og har flere pågående kundeprosjekter. I produktutviklingen har vi basert kundene vi jobber med på hvilke applikasjonsbehov de har og utviklet materialer basert på det.
Et eksempel på dette er Epiroc, som SSAB innledet et samarbeid med i 2022 om bruk av fossilfritt stål til en gruvebil. I fjor ble samarbeidet utvidet til produksjon av reservedeler og komponenter med AM. Et første skritt var å produsere en prototype av en hydraulisk blokk for et fjellbor, med mål om å kunne produsere denne også i fossilfritt stålpulver.
Planlegger tilleggsanlegg
Hvorfor er det viktig å oppnå fossilfri produksjon?
– Vi følger SSABs overordnede plan for frihet fra fossilt brensel rundt 2030. LCA-analyser innen additiv produksjon viser også at det er pulveret som står for et av de største utslippene innen AM, så det ville betydd mye for industrien å kunne å tilby stålpulver som er fossilfritt og fritt for karbondioksidutslipp, men også etablere teknologien som seriøst bærekraftig. Akkurat nå har vi problemer med å møte etterspørselen etter Zero og fossilfritt pulver fordi det så langt er så eksklusivt, men målet er selvfølgelig å klare det.
Hvordan ser fremtiden ut for SSABs AM-investering?
– Vi ser et stort potensial med produktene våre og planlegger å bygge enda et produksjonsanlegg for AM i Oxelösund før 2030. Det er fordeler med beliggenheten, som nærhet til råstoff, laboratorie- og logistikkløsninger. I dag er vi åtte personer som jobber i AM på SSAB, men på sikt må vi rekruttere flere.
– Jeg vil benytte anledningen til å ta opp spørsmålet om kompetansetilbudet i bransjen der industri og akademia skal jobbe i symbiose. Vi som bedrift kan støtte opp med å bistå med eksempeljobber og lignende, noe vi også gjør, og universitetene og høyskolene må også gjøre sitt for å tiltrekke nye studenter sammen med næringen. Heldigvis har vi ikke hatt problemer med å finne kompetente medarbeidere takket være at vi leder den grønne omstillingen innen stål og derfor er en attraktiv arbeidsgiver, men det er en viktig sak for hele bransjen, avslutter Jesper Vang.
Fakta: Hybritteknologi
Tradisjonelt har stål blitt laget i masovner med kull som reduksjonsmiddel for å fjerne oksygen fra jernmalmen, en prosess som frigjør enorme mengder karbondioksid. Sammen med LKAB og Vattenfall har SSAB utviklet hybritteknologien, som gjør det mulig å produsere fossilfritt stål og erstatte den tradisjonelle masovnsmetoden. Hydrogen brukes i stedet for karbon i jernmalmsreduksjonsprosessen, noe som betyr at restproduktet kun er vann i stedet for karbondioksid. Koks erstattes med fossilfri generert elektrisitet og grønt hydrogen.
